2022 Fiscal Year Research-status Report
新規な還元力供給システムを利用した二酸化炭素からの生分解性プラスチック合成
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21K17908
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮原 佑宜 東京工業大学, 物質理工学院, 特任助教 (00837768)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 水素酸化細菌 / 生分解性プラスチック / 還元力供給システム / ギ酸デヒドロゲナーゼ / 亜リン酸デヒドロゲナーゼ / 二酸化炭素資源化 / 低濃度水素ガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、新規な還元力供給システムの構築および低濃度の水素ガスを用いることで、水素ガスによる爆発の危険性を完全に解除した独立栄養培養系の構築を試みる。また、生分解性プラスチックであるポリヒドロキシアルカン酸（PHA）を細胞内に合成、蓄積する化学合成独立栄養細菌Ralstonia eutrophaを使用することで、二酸化炭素からのPHA生産手法の創生を目指す。
本年度は、低濃度の水素ガス（4vol%）をジャーファーメンターに連続的に供給することで、爆発リスクを完全に解除した独立栄養培養システムの構築を行った。発酵槽へと供給するガス流量、攪拌速度、培地へ添加する窒素源濃度を検討することで、良好な細胞増殖およびPHA生産を達成した。培養144時間で細胞内に最大89wt%のPHAが蓄積し、2.94 g/Lの生産量でPHA生産を行うことができた。
さらに、本培養システムを遺伝子組換え株の独立栄養培養へと応用することに成功した。遺伝子組換え株を用いることで、優れた材料物性を有する共重合体PHAを二酸化炭素から合成することが可能となる。今後は、培養システムを最適化することで、更なる培養の効率化を行い、より実用的な共重合体PHA生産へと応用する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
爆発下限界の水素ガスを含む混合ガスを連続供給した安全な独立栄養培養システムを構築し、良好な菌体増殖およびPHA生産を達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、(1)低濃度水素ガス培養の最適化を行い、効率的なPHA生産を試みる。このためにギ酸デヒドロゲナーゼあるいは亜リン酸デヒドロゲナーゼを用いた新規な還元力供給システムを構築し、低濃度水素培養へと応用する。(2)遺伝子組換え株を構築し、二酸化炭素からの実用的な材料物性を有する共重合体PHA生産を検討する。
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| Causes of Carryover |
消耗品および試薬類の購入を当初の計画より抑えることができたから。
次年度は、遺伝子の人工合成やキット試薬などを有効に利用し効率的に研究を進める。
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